Евразийские гидросферные катастрофы и оледенение Арктики

Автор: М. Гросвальд
Источник: Москва, «Научный мир» 1999. ББК 26.222.8:823; ISBN 5-89176-067-3
Полный вариант в формате DJVU (14.5Mb)

ГЛАВА 3
ГИДРОСФЕРНЫЕ КАТАСТРОФЫ В ГОРАХ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ

Катастрофические прорывы ледниково-подпрудных озер в горах – это геоморфологические процессы планетарного масштаба. Виктор Р.Бейкер [Baker et al., 1993, p.348]

3.1. Оледенение гор и подпрудные озера

По реконструкции, представленной в главе 1, поздневалдайское оледенение гор Сибири и Центральной Азии было существенно мощнее, чем раньше считалось; в этих горах формировались локальные ледниковые шапки и системы сетчатого типа, они объединялись в ледниковые хребты, пересекавшие материк. А при убывании оледенения в горах возникали условия для появления больших ледниково-подпрудных озер. Следы таких озер выявлены на Алтае и Саяно-Тувинском нагорье, на Тянь-Шане и в Байкальской горной стране. В крупнейших озерах данного типа – Чуйско-Курайском, Уймонском, Дархатском, на высотах 1500-2200 м скапливались многие сотни кубоки-лометров талой воды, еще больше воды сосредоточивалось в озерах Забайкалья и в древнем Иссык-Куле [Рудой, 1990; Бутвиловский, 1993; Гросвальд, Рудой, 1996; Осадчий, 1995; Grosswald et al., 1994].

Ледниково-подпрудные озера – неотъемлемая часть приледниковых ландшафтов. Тысячи озер обрамляют края Гренландского ледникового щита, горных ледников Центральной Азии, Патагонии, Аляски. Так, в одном лишь юго-восточном районе последней их число достигает 750 [Post, Mayo, 1971]. В формировании таких озер главную роль играют ледяные плотины; именно они, замыкая долины или межторные впадины, создают емкости, или ванны, которые заполняются талой водой. По гляциологическим признакам выделяются горные озера, расположенные: а) в главных долинах, подпруженных ледниками долин-притоков; б) в долинах притоков, подпруженных ледниками главных долин и в) перед фронтом или у краев долинных ледников.

Главная особенность режима всех приледниковых озер состоит в их периодических прорывах, или йокульлаупах, приводящих к катастрофическим паводкам в нижележащих долинах. Такие прорывы происходят после того как уровни озер поднимаются до некоторых критических высот, при которых в ледяных плотинах начинаются подвижки, создающие условия для просачивания воды. Затем трещины расширяются, образуются крупные каверны, а с их соединением – и туннели, так что просачивание переходит в катастрофические сбросы, идущие с экспоненциально нарастающей скоростью [Виноградов, 1977; Патерсон, 1984; Nye, 1976]. К особенно мощным катастрофам приводят прорывы, которые происходят с полным разрушением ледниковых плотин.

Прорывы ледниково-подпрудных озер протекают быстро; они редко занимают более 15-20 дней. А на периоды "пиковых" расходов воды, когда их значения становятся максимальными, приходится лишь около 10% этого времени, т. е. 1-3 дня. Зато в эти короткие интервалы расходы становятся очень большими, нередко огромными. Например, при прорывах ледниково-подпрудного озера Мерцбахера на Тянь-Шане (объем 0,20 км³) максимальный расход достигает 1000 м³/с, при спусках озера Тулсеква в Британской Колумбии (0,23 км³) – почти 1600 м³/с, при прорывах озера Греналоун в Исландии (1,5 км³) – 5 тыс. м³/с, а озера Лейк-Джорж на Аляске (1,7 км³) – более 10 тыс. м³/с. Таким образом, налицо закономерность: чем больше озеро, тем мощнее его прорывы.

Отметим также, что для таких прорывов характерны не только большие расходы воды, но и высокие скорости ее течения. Последние могут возрастать до 10-15 м/с и более [Post, Mayo, 1971; Гросвальд, Рудой, 1996]. Есть также случаи, когда сразу за началом просачивания следуют внезапные прорывы, и расходы воды во фладстримах нарастают не плавно, а скачкообразно. А когда так же внезапно разрушается и вся ледяная плотина, сброс воды проходит особенно быстро, и ее расходы и скорости оказываются особенно высокими [Baker et al., 1991].

Прорывы озер, расположенных в долинах, происходят ежегодно и только в исключительных случаях раз в два-три года. А более крупные озера, приуроченные к межгорным котловинам, обычно прорываются реже. Общая закономерность состоит в том, что при усилении оледенения, когда ледниковые плотины утолщаются, йокульлаупы становятся сравнительно редкими, но мощными, и, наоборот, при убывании оледенения и утончении ледников – более частыми, но более слабыми. Для современной эпохи характерен общий рост частоты йокульлаупов. В Исландии, например, интервалы между прорывами оз. Гримсвотн за последние годы сократились с 10 до 5 лет, прорывы другого озера, Греналоун, еще недавно происходившие раз в 4 года, теперь случаются вдвое чаще.

В эпохи великих древних оледенений число и размеры приледниковых озер сильно увеличивались, росла и мощность связанных с ними катастроф. Это подтверждается данными по Скандинавии, Альпам, Северной и Южной Америке. На территории Канады и США возникали гигантские системы стока, включавшие Великие Озера, озера Агассиса и Макконнел, долины Св. Лаврентия, Гудзона и Миссисипи, их перестройки нередко принимали форму катастрофических прорывов и потопов [Prest, 1970; Teller, 1987; Shaw et al., 1996].

Большая литература посвящена плейстоценовому ледниково-подпрудному озеру Мизула (США, штат Монтана) и его прорывам. Мизула подпруживалось ледником, который спускался с Кордильер в долину Кларк-Форкс, его уровень поднимался до 1280 м, а объем достигал 2,5 тыс. км³. За последнюю ледниковую эпоху озеро испытало не менее 40 катастрофических прорывов, вода при этом сбрасывалась на запад в долину Спокана-Колумбии и на Колумбийское базальтовое плато [Baker, 1997; Baker, Bunker, 1985; Waitt, 1985]. Выяснено также, что в связи с прорывами на плато возникли специфические комплексы форм – глубокие ущелья со следами водопадов и водоворотов; "ободранные" выходы базальтов, с которых смыт покров рыхлых отложений, а также масса параллельных борозд, похожих на ледниковый флютинг.

Определено, что при прорывах с водосборов сносится от 50 до 90% всего накопленного на них аллювия. А аккумулятивные толщи, оставленные мизульскими йокульлаупами, варьируют от илов и глин до валунов с диаметром 10-15 м; они включают груды глыб в верховьях долин-притоков Колумбии и мощные толщи валунов и галечников в долинных расширениях с типичным для них рельефом гигантской ряби течения, или галечных дюн [Baker, Nummendal, 1978; Maizels, 1997; Кузьмин, 1998].

Геоморфологический комплекс, связанный с мизульскими прорывами, со времен их первооткрывателя Дж.Бретца [Bretz, 1923] называют "чен-нельд скебленд", или просто "скебленд", что значит хаотический ландшафт с каньонами и эрозионными рытвинами. Моделирование условий образования скебленда привело к заключению, что он выработан потоками-фладстримами, глубины которых составляли сотни метров, скорости превышали 10-20 м/с, а расходы измерялись миллионами кубометров в секунду [Baker, Bunker, 1985; Baker, Costa, 1987], откуда следует, что они в десятки и сотни раз превышали максимальные расходы Амазонки.

---